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Organizar elementos químicos en un sistema que tenga sentido no es tarea fácil. Hoy en día damos por sentado la tabla periódica (la pesadilla de muchos estudiantes de secundaria), pero cuando se inventó por primera vez, fue realmente innovadora. El químico ruso Dmitri Mendeleev no solo encontró una manera de organizar los elementos por sus propiedades, sino que incluso predijo las propiedades de los elementos no descubiertos en ese momento.

Cuando Mendeleev publicó por primera vez su tabla en 1869, había muchas lagunas después de todo, la evidencia de la existencia de átomos había surgido recientemente. Entonces, además de brindar estructura a la ciencia emergente de la química, la tabla también ayudó a predecir nuevos elementos.

En un artículo reciente, los investigadores proponen una forma novedosa de organizar los elementos químicos, de una manera que también facilitaría el descubrimiento de nuevos materiales en nuestro tiempo.

Fragmento de la tabla periódica de Mendeleiev. Créditos de imagen: Consejo Internacional de Ciencias.

A los investigadores les encanta arreglar y clasificar las cosas de manera ordenada. Pero en química, esta moda fue difícil de encontrar. Por ejemplo, los gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón, radón) tienen masas diferentes pero todos son gases nobles: gases inodoros e incoloros a los que no les gusta reaccionar con los comunes de la tabla periódica. Entonces Mendeleev colocó los gases nobles uno debajo del otro para marcar esto como una similitud vertical.

También hay similitudes horizontales. Horizontalmente, los elementos están ordenados por el número de protones en el núcleo. Entre algunos grupos, las similitudes verticales son más poderosas, mientras que otras veces, las similitudes horizontales describen al grupo. Por eso, generalmente, la tabla periódica también se colorea para marcar grupos distintivos.

Todo puede ser un poco confuso, pero si está tratando de organizar todos los elementos en el universo conocido, las cosas se complicarán.

Una nueva tabla atómica de Rusia

Ahora, en un nuevo estudio, los investigadores pensaron qué pasaría si llevamos esto un paso más allá. Ciento cincuenta años después de Mendeleev, los investigadores Zahed Allahyari y Artem Oganov del Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología de Moscú se basaron en trabajos anteriores para reorganizar la tabla periódica. En lugar de usar la cantidad de protones, usan otras dos propiedades: el radio atómico y una propiedad llamada electronegatividad, que mide la tendencia de un átomo a atraer a otro átomo y compartir un par de electrones.

Si usa estas dos propiedades y las fusiona en una sola, obtiene lo que se llama un número de Mendeleev (o MN). Si luego ordena los elementos por su MN, como era de esperar, termina con elementos químicos vecinos que tienen un MN similar. Pero si lleva las cosas más allá y construye la misma lista para compuestos de dos elementos (compuestos que consisten en dos elementos), termina con algo como esto:

Créditos de imagen: Allahyari et al., Journal of Physical Chemistry, 2020.

Si no tienes idea de lo que esto significa, no te preocupes. La mesa no está dirigida a los aficionados o estudiantes de química, sino a los químicos especializados y la ciencia de los materiales. Al igual que la tabla de Mendeleev predijo las propiedades de los elementos, esta tabla alucinante predice las propiedades de los materiales. Propiedades como la dureza o la magnetización son las que se representan aquí, y eso es lo que puede ser útil para que los científicos de materiales creen nuevos materiales.

Esto podría resultar útil, por ejemplo, si está buscando un sustituto para un material (que puede ser caro o escaso). Simplemente buscaría algo con propiedades similares y vería qué puede estar más disponible o más barato. Podría encontrar alternativas para los elementos raros que se utilizan en las baterías o la electrónica, por ejemplo.

Ideas similares se han debatido en el pasado. Por ejemplo, una de esas tablas muestra la abundancia de varios elementos en la Tierra y la probabilidad de que escaseen en un futuro cercano.

Una tabla periódica modificada que muestra la abundancia relativa de elementos. Créditos de imagen: Sociedad Química Europea/Wikipedia/CC BY-SA.

En última instancia, esto muestra que las tablas no solo son útiles para memorizar y estructurar cosas. De manera similar a cómo la tabla periódica allanó el camino para futuros descubrimientos, nuevas tablas como estas pueden ayudar a los investigadores a comprender y desarrollar la nueva generación de materiales.

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